不同水韌處理工藝下鈮微合金化高錳鋼的組織演變和力學性能

于洪軍， 程福超， 馬澤天， 王永金， 陳俊豪， 陳正家， 宋傳頌馨

(1. 鞍山鋼鐵集團有限公司 大孤山球團廠， 遼寧 鞍山 114004；2. 北京科技大學 材料科學與工程學院， 北京 100083)

傳統高錳鋼(Hadfield steel)憑借其較高的加工硬化能力和耐磨性被廣泛應用在電鏟鏟齒、球磨機和破碎機襯板領域，但是傳統高錳鋼在低沖擊載荷下不能完全發揮出優秀的加工硬化能力，從而造成經濟損失[1-3]。因此如何延長耐磨件的使用壽命，提高經濟效益成為現在提高設備生產效率的一個關鍵因素與重要問題。目前，國內外研究者采用B、Cr、V、Nb、Ti和Mo等合金元素對傳統高錳鋼進行合金化，旨在提高高錳鋼的初始硬度和耐磨性，但是高含量的合金元素不僅成本高，而且在冶煉過程中比較難控制[4-5]。Nb能夠使高錳鋼的強度明顯增加，屈服強度提高將近1倍。在受到沖擊載荷時，鋼的強化速度提高很快，因而很耐磨。本文通過對高錳鋼進行Nb微合金化，研究了不同的水韌處理對高錳鋼組織演變、力學性能及斷裂行為的影響，獲得一種具有優異性能的耐磨高錳鋼。

1 試驗材料與方法

試驗采用中頻感應熔煉與鑄造法制備的鈮微合金化高錳鋼，鑄錠的化學成分(質量分數，%)為1.20C、14.20Mn、0.70Si、1.99Cr、0.037Nb，余量Fe。從鑄錠上取樣進行不同的水韌處理：①在1000、1050、1100和1150 ℃下保溫1.5 h后水冷到室溫；②在1100 ℃下分別保溫1.0、1.5和2.0 h，然后水冷至室溫。從不同水韌處理后的試驗鋼上切取金相試樣、拉伸試樣及標準U型缺口沖擊試樣，金相試樣經打磨拋光、4%硝酸酒精溶液腐蝕后，用ZEISS Imager M2光學顯微鏡和ZEISS EVO18掃描電鏡進行觀察，研究不同水韌處理條件下的顯微組織變化?！?br>